Черная металлургия мира является одной из главных базовых отраслей промышленности. Масштабы производства черных металлов несопоставимы с выплавкой других металлов. Черные металлы, несмотря на рост выплавки алюминия и конкуренцию со стороны пластмасс, остаются главными конструкционными материалами. В эту отрасль входят добыча и обогащение сырья, производство кокса, чугуна, стали, проката, а также ферросплавов.
Сырьем для производства черных металлов являются железные руды, кроме того, черной металлургией потребляется более 90% добываемых марганцевых руд и 50% хромитов.
Достоверные запасы железных руд в мире составляют около 400 млрд. т. По запасам железных руд лидирующее положение занимают Китай (49 млрд. т.), Бразилия (45), Австралия (41), Канада (26), США (25). Значительными ресурсами железных руд располагают Россия (запасы только КМА 23 млрд. т.), Украина, Индия, ЮАР, Ливия, Перу, Швеция, Франция.
Крупнейшие месторождения : «Большой Каражас» в Бразилии, в Австралии - бассейн Хамерсли на северо-западе страны, в Китае - группа месторождений Аныпань и др. на северо-востоке страны, в США - месторождение Месаби в районе озера Верхнего, в Канаде - месторождения на юго-востоке о-ва Ньюфаундленд и на п-ове Лабрадор, во Франции - Лотарингский бассейн, в ЮАР - Трансвааль, в Швеции - Кирунавара на северо-востоке страны.
Ежегодно в мире добывается около 1 млрд. т железной руды. До 1974 г. первое место в мире по добыче этого сырья принадлежало США. В 1997 г. ведущими странами были Китай (250 млн. т), Бразилия (188), Австралия (166), далее следуют Россия (72), Индия, США, Украина, Канада, ЮАР, Швеция. Всего в мире железную руду добывают 54 страны. Значительный рост добычи железной руды предполагается в Австралии, Бразилии, Китае и некоторых других странах.
Главными тенденциями в железорудной промышленности являются: рост доли развивающихся стран в структуре добычи руды, сокращение добычи в развитых странах и, как следствие, рост экспорта железной руды из развивающихся стран.
Основ ные экспортеры - Австралия (155 млн. т в 1997 г.), Бразилия (140), Индия, Канада, Мавритания, Либерия. Из развитых стран только Швеция продает часть руды в европейские страны. В железорудном сырье нуждаются промышленно развитые страны, прежде всего Япония, которая импортирует около 130 млн. т (импорт руды сократился в последние годы в связи со снижением производства черных металлов), страны ЕС (даже Франция, располагая собственными ресурсами, ввозит до 20 млн. т в год), столько же ввозит США.
Кроме железной руды в качестве сырья в черной металлургии в последнее время все активнее используется металлический лом. Италия до двух третей своих потребностей в сырье обеспечивает за счет лома. Главными экспортерами металлического лома являются старопромышленные страны.
Марганец используется при производстве стали в качестве легирующего металла, при этом повышаются ее механическая прочность, ковкость, жаростойкость, сталь с содержанием марганца немагнитна и применяется для изготовления рельсов и колес вагонов и т. д. Месторождения марганца в мире располагаются так, что практически все развитые страны зависят от импорта этого сырья. Ведущими странами по запасам марганцевых руд являются Украина, ЮАР, Китай, менее значительные ресурсы в Австралии, Бразилии, Индии, Грузии, Габоне и некоторых других. Главными экспортерами являются ЮАР, Габон, Бразилия, Австралия, Индия. В России имеются месторождения марганца (главным образом, на восточных склонах Урала), но добыча не ведется из-за низкой эффективности месторождений (сырье поступает из Украины), что составляет одну из проблем черной металлургии. В качестве перспективного сырья для получения марганца можно рассматривать железомарганцевые конкреции, ресурсы которых найдены на дне Тихого, Атлантического и Индийского океанов. Железо-марганцевые конкреции кроме железа (26%), марганца (до 50%) содержат медь, кобальт, никель и еще более 20 полезных компонентов, т. е. являются комплексным сырьем. Добычу конкреций начинают осуществлять Япония, США, предпринимают попытки и другие страны.
Хром придает стали такие свойства, как жаростойкость, немагнитность, при добавлении хрома получают нержавеющую сталь. Ресурсами хромовых руд также располагают в основном развивающиеся страны, т. е. промышленно развитые страны очень жестко зависят от ввоза этого сырья, так же как и марганца. Главные запасы хромовых руд находятся в ЮАР, Зимбабве, Казахстане, а также в Финляндии, Индии, в Бразилии, на Филиппинах. Ведущими экспортерами являются ЮАР (более половины всего экспорта), Филиппины, Индия, Зимбабве, Казахстан. Россия тоже зависит от ввоза хромовых руд, которые получает из Казахстана.
К началу XX в. черная металлургия была развита в сравнительно небольшом числе стран, более 80% мировой выплавки стали было сконцентрировано в пяти странах: США, Германии, Великобритании, Бельгии и Люксембурге. Доля этих пяти стран снизилась к началу 80-х годов до 18%. В современный период подавляющая часть производства черных металлов сосредоточена в развитых странах, несмотря на сдвиг этой отрасли в последние десятилетия в развивающиеся страны (их доля в мировом производстве составляет всего 15%). Развитые страны специализируются на производстве качественной стали и сложных видов проката, развивающиеся на производстве чугуна и сталей низких марок.
Главными факторами размещения предприятий черной металлургии являются сырьевой, топливный, в последние годы появился водный фактор - отмечается сдвиг черной металлургии к морю. В настоящее время все большее значение приобретает сырьевой фактор из-за истощения ресурсов и вовлечения в производство менее качественных железных руд, а также из-за усовершенствования технологий, следствием чего явилось снижение потребления топлива. В целом для отрасли характерна очень высокая степень концентрации производства. Преобладающая форма размещения черной металлургии в промышленно развитых странах - это не изолированные металлургические центры, а металлургические районы. Подобное положение сложилось, например, в США, где более 80% стали производится в районе Великих озер (Кливленд - Детройт - Чикаго) на базе сырья месторождений озера Верхнего. Крупнейший район по производству черных металлов сложился в Германии на базе угля Рурского бассейна - Рейнско-Вестфальский. Уникальное сочетание угля Донецкого бассейна и железных руд Кривого Рога привело к формированию крупнейшей базы черной металлургии на Украине. В Японии производство черных металлов ориентировано только на порты. Крупнейший комбинат построен в порту Фукуяма (16 млн. т) на побережье Внутреннего Японского моря, старейшим же центром черной металлургии является город Китакюсю, расположенный на севере острова Кюсю. Крупнейший в Европе металлургический комбинат в Италии построен в портовом городе Торонто - сказалось влияние привозного сырья и топлива. В России главная металлургическая база возникла на Урале
Динамика производства стали ведущими странами и в целом по миру млн. т
|
Южная Корея | ||||
|
Бразилия | ||||
|
Мир в целом |
В целом производство черных металлов остается стабильным, при этом оно сокращается в развитых странах и растет в развивающихся. Китай стал лидером в производстве черных металлов, быстрыми темпами оно растет в Бразилии и Южной Корее. Развитие черной металлургии в Южной Корее находит объяснение в выгодном экономико-географическом положении для ввоза сырья и топлива (порты), в росте спроса со стороны внутреннего рынка, а также в участии японского капитала в развитии этой отрасли. Рост производства черных металлов отмечается в Саудовской Аравии, Индонезии, Малайзии, Иране, Египте, Венесуэле и некоторых других странах, располагающих ресурсами нефти и газа. Связано это в первую очередь с развитием бездоменного способа производства стали.
Основная часть продукции этой отрасли производится на комбинатах полного цикла (присутствуют все стадии: производство чугуна, стали, проката), однако в последние десятилетия возрастает роль передельной металлургии. Например, в США ее доля возросла до 40%, и здесь в размещении предприятий главную роль начинает играть потребительский фактор, т. е. эти заводы, используя металлический лом в качестве сырья и производя более качественный прокат, ориентируются на машиностроительные центры. Роль передельной металлургии на базе металлического лома возрастает и в других развитых странах.
В настоящее время главным способом производства в развитых странах стал кислородно-конверторный. Доля мартеновского способа, например, в Японии в начале 90-х годов свелась к нулю, практически не производят мартеновским способом сталь европейские страны и США, а в России почти половина черных металлов производится именно этим устаревшим способом. Возрастает роль электрометаллургии (в Японии в середине 90-х годов ее доля составляла 30%). Одним из направлений в реконструкции производства стало развитие автоматизации, что выразилось, прежде всего, во внедрении в производство стали способа непрерывного литья. Этот способ был изобретен в СССР в 1959 г. на Донецком металлургическом комбинате. Сегодня Япония практически всю сталь разливает именно этим способом, США - 85% стали, а Россия - около 17.
Наиболее крупными корпорациями в черной металлургии Японии являются «Ниппон Стил», «Ниппон Кокан», «Сумито-мо», в США - «Юнайтед Стэйтс Стил», «Бетлехем Стил», в Великобритании - «Бритиш Стил», в ФРГ - «Тиссен», «Штальверке Крупп-Клекнер», в Южной Корее - «Поханг Айрон энд Стил».
На мировой рынок в 1997 г. поступило 195 млн. т металлопродукции. Лидером в ее экспорте стала Россия. Наблюдается рост экспорта стали из Бразилии и Южной Кореи, в то время как Италия, Бельгия, Люксембург его сокращают.
Импортируют черные металлы практически те же страны, что и экспортируют. Это свидетельствует о глубоком внутриотраслевом разделении труда. США, например, специализируются на производстве проката для автомобильной промышленности, Япония - для судостроения, а в ФРГ, Италии велика доля трубопрокатного производства.
Черная металлургия - одна из старейших отраслей мировой промышленности, составляющая основу развития машиностроения и строительной индустрии.
В последние десятилетия произошли существенные изменения в технологии производства черных металлов: используются новые методы плавки, сокращаются производственные потери, в том числе за счет использования метода непрерывной разливки стали, повышается качество металла, сокращается его потребление в расчете на единицу конечной продукции. Сортов и марок чугуна ныне насчитывается несколько десятков, а разных сортов стали и изделий проката - до нескольких тысяч.
В то же время черная металлургия испытывает нарастающую конкуренцию со стороны химической промышленности (пластмассы, армированные стекловолокном), а также ряда производств, создающих материалы на базе керамики и углеволокна, и со стороны цветной металлургии, поставляющей все большее количество конструкционных материалов с использованием сплавов легких металлов. Однако сталь сохраняет свои позиции главного конструкционного материала, и объемы ее производства в мире растут (табл. 7.13).
Таблица 7.13
Производство основных видов продукции черной металлургии, млн т
Современная картина размещения предприятий черной металлургии формировалась под влиянием многих причин, обусловленных во многом научно-техническим прогрессом. Причем развитие и размещение предприятий черной металлургии в разных странах и регионах мира имеет специфические особенности. С внедрением новых технологий (ресурсосберегающих) в самой металлургии, а также с изменением сферы потребления черных металлов и снижением спроса на них меняется и организационная структура отрасли.
Основное исходное сырье для выплавки черных металлов - это железная руда. Используются также марганец, коксующиеся угли и руды легирующих металлов. В прошлом, учитывая большую материалоемкость и энергоемкость производственного процесса, наибольшее значение при размещении предприятий черной металлургии придавалось фактору наличия источников сырья и топлива. Формировались гигантские промышленные (металлургические) районы в разных странах. Так, при выборе местоположения для заводов с доменным производством (металлургия полного цикла) соседство месторождений железных руд и каменного угля благоприятствовало возникновению в прежние времена предприятий черной металлургии во многих районах Великобритании (Йоркшир, Средняя Шотландия, Мидленд, Северо-Восточная и Северо-Западная Англия), во Франции (восточная часть Центрального массива, Лотарингия), в ФРГ (Рур, Саар), на севере Испании (Астурия), в США (Западная Пенсильвания), в России (Урал) и др.
Ведущие страны наращивали мощности предприятий черной металлургии. Чугун и стань мощным потоком устремились в промышленное производство (табл. 7.14).
Таблица 7.14
Выплавка чугуна и стали в отдельных странах мира, 1913 г.
Рассчитано по: Mineral Industry, 1930. Statistics (Technology and Trade during 1930). - N.-Y.-L., 1931.
В начале XX в. (1913) чугуна выплавлялось в мире больше, чем стали (соответственно 78 и 72 млн т). Но уже к 1950 г. ситуация изменилась и выплавка стали превысила производство чугуна в 1,5 раза. Это соотношение практически сохранилось и к началу XXI в.
Технологический процесс при производстве черных металлов. Включает добычу рудного сырья, обогащение руды, плавку (выплавка чугуна и стали), изготовление готового проката (разного профиля) и ферросплавов. Основное исходное сырье для выплавки черных металлов - это железная руда. Используются также марганец, коксующиеся угли и руды легирующих металлов.
С развитием всех видов мирового транспорта уменьшилась значимость непосредственной близости металлургических заводов к месторождениям сырья и топлива. Это повлекло за собой увеличение значения других факторов, таких как емкость рынка сбыта продукции отрасли (потребительский фактор), удобство транспортно-географического положения, наличие соответствующей инфраструктуры, квалификация рабочей силы и др.
Чугун - сплав железа с углеродом (2-4%), содержащий постоянные примеси Si, Mn, S, Р, а иногда и легирующие элементы (Cr, Ni, V и др.). Как правило, чугун хрупок. Его выплавляют из железной руды в доменных печах. Основная масса чугуна перерабатывается в сталь, остальное - это литейный чугун (фасонное литье). Сталь - ковкий сплав железа с углеродом (до 2%) и другими элементами. Получают главным образом из смеси чугуна со стальным ломом в мартеновских, кислородно-конверторных и электрических печах (выплавка). По составу отличают углеродистую, легированную сталь и др. Легированная сталь - сплав. Для придания сплавам железа определенных физических, химических или механических свойств вводят в состав обычных сортов стали легирующие элементы - Cr, Ni, Mo, W, V, Т и др. (от 2,5 до 10% добавок).
В целях более полного использования всех ценных компонентов сырья, а также отходов производства черных металлов в состав металлургических предприятий входят цеха и заводы других отраслей хозяйства, изготавливающие химические продукты и стройматериалы. Таким образом, большинство предприятий черной металлургии - это комбинаты (металлургия полного цикла)
В целом на размещение предприятий черной металлургии оказывают влияние следующие факторы: сырьевой, транспортный, территориальной концентрации производства, экологический и др. Черную металлургию в целом отличает большая материалоемкость и энергоемкость производственного процесса (для выплавки 1 т чугуна необходимо в среднем 6 т сырья, включая руду, кокс, флюсы, огнеупоры, а также большое количество воды и электроэнергии). Именно поэтому в прошлом наибольшее значение придавалось фактору близости источников сырья и топлива. Ныне с развитием транспорта многие предприятия данной отрасли перемещаются в приморские районы и портовые центры, что обеспечивает дешевизну подвоза сырья и вывоза продукции морским путем.
Черная металлургия всегда была и останется основой всей металлургии. Железо, которое является готовой продукцией отрасли, известное нам как чугун, сталь и прокат из нее навсегда останутся массовым материалом потребления во всем мировом хозяйстве. Металл давно вытеснил из строительной индустрии древесину, соперничая лишь с цементом, иногда объединяясь с ним в союз – железобетон. Конечно, строительный мир не стоит на одном месте, и сейчас активно внедряется в строительство такие материалы, как полимер и керамика. Однако, пока что, железо не собирается сдавать свои позиции и держится на торговом рынке лидером продаж.
Говоря о металлургии XXI века, стоит отметить то, что до начала XX века она была очень слабо развита. Основными странами-поставщиками металла на рынок в начале XX века являлись США, Великобритания, Германия и Бельгия. Эти страны поставляли на рынок металлов более 83% от всего товара на рынке. Со временем, после Второй мировой войны, началось активное освоение металлургического комплекса рядом развитых и развивающихся стран. В последнее время мы отчетливо видим тенденция перемещения производства черных металлов из развитых стран в развивающиеся.
Черные металлы применяются во многих областях промышленности, но больше всего особым спросом они пользуются в машиностроительной промышленности. Металлы сами по себе предоставляют возможности для своего эффективного использования, при этом расширяя их, в частности благодаря покрытию стальных изделий полимерными пленками и металлами ( и ), что повышает устойчивость их иммунитета к коррозии.
Черная металлургия сильно зависит от многих других отраслей народного хозяйства. Ее сырьевая база - продукция горнодобывающей промышленности ( , известняки, ), топливной (коксующийся уголь, природный газ) и электроэнергетика.
Металлофонд народного хозяйства развитых государств огромен и исчисляется сотнями миллионов и даже миллиардами тонн.
Основными его источниками стало являться вторсырье:
Амортизационный лом: идущие на слом машины, оборудование, здания и т.д.;
- производственный лом: отходы металлообработки;
- оборотный лом: отходы разливки стали.
Однако и здесь не обошлось без подводных камней. Формирование ресурсов лома (сбор, подготовка к переплаву) остается одной из главных проблем . Мировой рынок лома определяется имеющимися ресурсами в зависимости от уровня развития хозяйства внутри каждой из стран, обладающей этим ресурсом. В целом ресурсы лома весьма велики, однако не одинаковы в отдельных странах.
В 1995 году потребность в ломе черных металлов достигала 385 млн. т. Около 40% стали было выплавлено во всех странах мира при использовании лома, как вторичного сырья. Существенно увеличивают спрос на него выгоды от переработки лома в электродуговых печах и в кислородных конвертерах. Относительно огромное количество лома участвует во внешней торговле: около 5-7 % образующихся ресурсов.
Производство металлургического кокса
Топливом и восстановителем железной руды при выплавке чугуна является получаемый из коксующихся углей кокс. Получают его коксохимические цехи в топливной или металлургической промышленности. Абсолютная роль кокса в мире так и не уменьшается несмотря на возникновение нового направления стали в (или бездоменной) металлургии. Лишенные ресурсов коксующихся углей страны вынуждены создавать его производство для своей металлургической промышленности, импортируя их в большом количестве. Уменьшились расходные нормы кокса на выплавку чугуна благодаря достижениям НТП. Таким образом, благодаря широкой модернизации отрасли наблюдается следующая динамика потребности производства в коксе: 1938 г. – средний в мире расход кокса на 1 т. чугуна составлял более 1,68 т., в 1960 г. он снизился до 1,09 т., а в 1990 г. сократился до 0,66 т. Уменьшить удельный расход сырья более чем в 2 раза позволило повышение качества железной руды, совершенствование технологии и техники выплавки чугуна.
Таким образом, начиная с 70-х годов XX века выжиг кокса в мире, несмотря на выплавку чугуна, стал примерно 350-360 млн. тонн в год. Многие страны мира, в особенности США и ряд стран Западной Европы, были вынуждены снизить уровень производства кокса в 2-3 раза. Таким образом, в период с 1938 по 1995 гг. размещение производства кокса существенно изменилось. Так Западная Европа до войны в 1938 г. была лидером по производству коксующегося угля, вырабатывая его более половины – 55%. В 50-х годах прошлого века мировое первенство перешло к богатой углем Северной Америке, там стало производиться более 40% кокса в мире. В 1990 г. лидерство по производству кокса перешло к Азии (43%), увеличив долю мирового производства кокса к 1995 г. до 55%.
Немаловажные сдвиги в роли продуцентов кокса произошли по отдельным странам: до Второй мировой войны выделялась Германия, после войны до 1961 г. - США, так как уровень промышленного производства, по отношению ко всем странам Европы и СССР, у страны было самым высоким. Затем, после укрепления СССР и вплоть до его распада в 1991 году, наша страна была крупнейшим производителем. После распада сверхдержавы, КНР с 1991 года является главным производителем.
Легирующие материалы необходимы для улучшения физических и химический свойств материала. В металлургической промышленности они являются необходимым звеном для получения: , низколегированных (содержащих до 2,5% легирующих металлов), среднелегированных (2,5-10%) и высоколегированных (свыше 10%) сталей. Конечно, в настоящее время использование легирующих материалов по сравнению с железом невелико. В основном это , и никель, производящиеся, за год во всем мире в количестве не превышающем 1 млн. т. каждого.
Остальные металлы, относящиеся к этой подгруппе, используются намного реже, в большинстве своем годовое использование достигает где-то сотню килограммов. Поэтому существенное воздействие в металлургическом комплексе легирующие металлы не оказывают. Большинство государств являющимися лидерами по производству продукции черной металлургии не обеспечены всеми видами легирующих металлов, или, например, как Япония вообще не имеют их. В основном, легирующими материалами располагают в достаточном количестве лишь некоторыми из них следующие государства: Бразилия и Украина – марганцем, Россия и Канада – никелем, Бразилия и Индия – хромом, КНР – вольфрамом, США – молибденом.
Зависимость от импорта хрома, марганца и кобальта или сырья для их получения в Западной Европе составляет 100%, никеля 99, вольфрама 70%. В США она достигает 70% по никелю и вольфраму, по хрому 75, кобальту 95 и марганцу 100%. Основными экспортерами легирующих материалов являются – Россия, КНР, Африка, и Южная Америка. Эти страны имеют хорошую обеспеченность данной подгруппой материалов.
Производства металлургического комплекса.
В черной металлургии к основным производствам комплекса относится: полный цикл производства чугуна, стали и проката.
Получение металла в отрасли начинается с выплавки чугуна – сплава железа с . Так начинается первая стадия по производству металла. Около половины всей стали в мире производятся из выплавляемого в доменных печах чугуна. Выделим основные виды чугуна в зависимости от дальнейшего его использования:
Передельный (белый) чугун – данный вид чугуна в процессе получения стали проходит два основных этапа: из руды получают чугун, а затем его переплавляют в сталь. Свыше 85% приходится подавляющая часть производства чугуна;
- литейный (серый) чугун – с помощью этого вида чугуна изготавливаются всевозможные фасонные отливки.
Помимо «чистого» чугуна к продуктам доменного производства можно отнести и некоторые виды ферросплавов (например, ферромарганец и др.). В металлургическом цикле доменный процесс является самым материалоемким в основном производстве. Для получения 1 тонны чугуна расходуется около 3 тонн железной руды, топлива, известняков, до 30 м^3 воды, кислорода и природного газа. Чтобы повысить эффективность чугунного производства – необходимо уменьшить количество расходов материалов и топлива. Однако это так и остается первоочередной проблемой применения высококачественной руды. Достигнуть определенного уровня экономического эффекта в современно производстве помогает также и увеличение объема , что помогает уменьшить объемы инвестиций на сооружение домны, снизить себестоимость чугуна, улучшить технологический процесс, сократить расходы топлива.
Максимальные объемы домен за послевоенные годы выросли с 1500 до 5000 м^3. В настоящее время современная домна, максимального размера способна за один только год дать 4-4,5 млн. тонн чугуна, что равно выплавке чугуна в одной только Австрии или Мексике. Обострившиеся экономические и экологические проблемы потребовали качественные изменения в географии доменного производства. На сегодняшний день мы видим, что производство переместилось ближе к морскому побережью. Сдвиги производства произошли со стороны старопромышленных металлургических регионов в сторону развивающихся государств. В результате смещения границ производств в черной металлургии лидерами по производству чугуна на сегодняшний день являются Бразилия, Мексика, Аргентина, Южная Корея, Тайвань, Индия и Турция.
Так, наглядно можно увидеть следующие мировые тенденции по развитию стран-лидеров по выплавке чугуна:
1950 года:
США (59,4 млн.т.), СССР (19,2 млн.т.), (12,6 млн.т.), Германия (11,2 млн.т.), Великобритания (9,8 млн.т.), Франция (7,7 млн.т.), Бельгия(3,7 млн.т.), Люксембург (2,5 млн.т.), Канада (2,2 млн.т.), Япония (млн.т.).
1970 года:
СССР (85,9 млн.т.), США (83,3 млн.т.), Япония (68,0 млн.т.), Германия (33,6 млн.т.), Франция (19,2 млн.т.), Великобритания (17,7 млн.т.), Китай (16,5 млн.т.), Бельгия (10,8 млн.т.), Италия (8,4 млн.т.), Канада (8,2 млн.т.)
На начало 1990-ч годов:
СССР (110,2 млн.т.), Япония (80,2 млн.т.), Китай (62,4 млн.т.), США (49,7 млн.т.), Германия (31,7 млн.т.), Бразилия (21,2млн.т.), Республика Корея (15,5 млн.т.), Франция(14,1 млн.т.), Великобритания (12,3 млн.т.), Индия (12,0 млн.т.);
На конец 2003 года:
Китай (202,3 млн.т.), Япония (82,1 млн.т.), Россия (48,3 млн.т.), США (39,0 млн.т.), Бразилия(32,0млн.т.), Германия (29,5 млн.т.), (29,5 млн.т.), Республика Корея (27,3 млн.т.), Индия(26,6 млн.т.), Франция(13,0 млн.т.).
Из приведенных выше данных можно сделать следующие выводы:
На начало XXI века мировая промышленность по производству чугуна взяла основной вектор направления на добычу и производство чугуна в развивающихся странах. Все это обусловлена дешевой рабочей силой, ранее слабым освоением железной руды в данных экономических районов и обеднение месторождений сырья в старых металлургических районах.
В условиях НТР и НТП возник ряд крупных производств, основное производство которых нуждается в металле. Так в приведенных данных мы видим существенное увеличение по выплавке чугуна в мире.
Производство стали относится к промежуточной стадии металлургического цикла. Таким образом, сталь является полуфабрикатом, предназначенным для дальнейшего передела в прокат, идущего в другие отрасли хозяйства. Так, у каждого потребителя свои технические требования к качеству прокатных изделий из разных сортов стали. Принято различать сталь по следующим видам:
Обыкновенная сталь – по химическим свойствам относится к углеродистой (содержание углерода не более 0,6%), а по способу производства является сталью обыкновенного качества, выплавляется в мартеновских печах.
Качественная сталь – бывают легированными или углеродистыми. Широко востребованная в машиностроение и строительстве, обладает определенными физическими, химическими и механическими свойствами.
Высококачественная сталь – преимущественно выплавляются или другими современными методами, гарантирующими высокую чистоту по неметаллическим включениям (содержание серы и фосфора менее 0,03%) и содержанию газов, а, следовательно, улучшение механических свойств.
По своим техническим свойствам сталь определяется содержанием в ней углерода и легирующих добавок:
Низкоуглеродистая;
- высокоуглеродистая.
Выпуск качественной стали непрерывно растет. Например, производство нержавеющей стали в период с 1960 по 1995 гг. возрос с 2 до 15 млн.т., т.е. производство возросло в 3,5 раза быстрее выплавки всей стали.
Методы получения стали, благодаря техническому прогрессу перенесли существенные изменения. Так, в XIX веке и первой половине XX последовательно сменяли друг друга бессемеровский, томасовский и мартеновский процессы.
Бессемеровский и томасовский методы базировались на составе руд и получаемого из них чугуна для передела в сталь. Мартеновский метод был более универсальным, он позволял независимо от качества чугуна выплавлять сталь различного качества. К примеру, в году индустриализации в СССР этот метод был основным и до сих пор встречается на ряде российских предприятий.
В период НТР эффективными в сталеплавильном переделе оказались два процесса: кислородно-конвертерный и электросталеплавильный.
Кислородно-конвертерный способ предполагает получение стали из расплавленного чугуна и лома за 30-35 мин вместо 6-8 часов плавки в мартеновской печи. В дуговых электропечах – за 50-70 мин. Таким образом, благодаря процессу производства началось широкое и быстрое внедрение кислородно-конвертерного способа. Свой массовый масштаб способ производства охвати к 1997 г. – 60% в мире. Так, в настоящее время мартеновские печи дают в мире 7% стали, и они быстро выводятся из эксплуатации. Однако демонтаж мартеновских печей и сооружение кислородно-конвертерных цехов требует больших капитальных затрат. Поэтому техническое перевооружение промышленного производства даже в высокоразвитых странах длилась на протяжении четверти века: в 70-х годах прошлого века Япония перешла на конвертерный способ,
Великобритания и Франция – в 80-х годах, а США к началу 90-х готов. В России и Китае этот процесс перехода еще продолжается. В настоящее время, выплавка стали конвертерным способом происходит: в США – 61% от всей выплавляемой стали, во Франции – 64%, Японии – 68%, Великобритании – 74%, Германии – 76% и в Люксембурге – 100%.
Электросталеплавильный способ является вторым по значению процессе в производстве стали. Главным преимуществом этого метода является сравнительно небольшие затраты даже на крупные электродуговые печи, быстрый их ввод в строй, широкое использование лома. Сооружение миди - и минизаводов способствовало росту процессу получения электростали, что обусловило экономические выгоды от внедрения данного процесса. На сегодняшний день в мире доля электростали занимает 33%. Стоимость электростали оказывает большое влияние на развитие процесса. В относительно «молодых» странах черной металлургии – Тайвань, Бразилия, Республика Корея, на долю электростали приходится от 50% до 100% выплавки металла, а в остальных странах продуцентах стали (Западная Европа, США, Япония) от 24 до 40%. Исключение составляет Италия, она производит до 58% электростали.
Метод непрерывной разливки стали в сталеплавильном производстве приобрел особое значение, будучи экономически эффективным. Разработка и внедрение этого метода принадлежит СССР, где он получил широкое распространение внутри страны, а затем и в мире. Преимуществом метода является сокращение отходов производства на 20-30% уменьшая тем самым затраты на их переплавку. В 1995 году 76% всей произведенной стали в мире были произведены этим способом.
Получение стали из металлизированных , минуя выплавку чугуна – самая молодая технология в черной металлургии, но вместе с тем, она приобрела довольно весомое значение. Прямое восстановление железа (ПВЖ) во многом является процессом эффективным, как с экономической, так и с экологической стороны. Сегодня темп производства ПВЖ выше доменного. В связи с тем, что ПВЖ тяготеет к огромному количеству энергии (природный газ), то размещение его является целесообразным в странах и регионах богатых этим природным ресурсом. Таким образом, по этой технологии получения металла: на Азию приходится 40%, а Южную Америке 35%. На территории Северной Америки, Западной Европы и России существуют лишь отдельные опытные заводы.
Также как и распределение производства чугуна, мировая география стали терпит существенные изменения. В большинстве своем новые технологии используются малыми предприятиями в новых индустриальных странах. Основное месторасположение таких предприятий находится в промышленно малоосвоенных территориях, зачастую не располагающих первичным сырьем для производства. Мощный рост произошел в странах Восточной Европы и Азии. Суммарная доля в выплавки стали увеличилась с 22% до 55%. Однако темпы роста в получении стали были меньше, чем в освоении новых методик чугуна. Все это объясняется более меньшим спросом на в связи с недостаточно развитым машиностроением в регионе.
Удельный вес выплавки стали в западных регионах снизился с 77 до 37%. В Южной Америке, Африке и в Австралии выплавка стали росла быстрее, чем чугуна. Большие сдвиги произошли в получении стали среди стран мира. Мы можем увидеть следующую тенденцию стран-лидеров по выплавке стали:
1950 гг.:
США (87,9 млн.т.), СССР (27,3 млн.т.), Великобритания (16,6 млн.т.), Германия (14,0 млн.т.), Франция (8,7 млн.т.), Япония (4,8 млн.т.), Бельгия (3,8 млн.т.), Канада (3,1 млн.т.), Люксембург (2,5 млн.т.), Италия (2,4 млн.т.);
1970 гг.:
США (119,3 млн.т.), СССР (115,9 млн.т.), Япония (93,3 млн.т.), Германия (45,0 млн.т.), Великобритания (28,5 млн.т.), Франция(23,3 млн.т.), Китай(18 млн.т.), Италия (17,3 млн.т.), Бельгия(12,6 млн.т.), Польша (11,8 млн.т.);
1990 гг.:
СССР(153,0 млн.т.), Япония (110,3 млн.т.), США (89,7 млн.т.), Китай (66,1 млн.т.), Германия (44,1 млн.т.), Италия(25,4 млн.т.), Республика Корея (23,1 млн.т.), Бразилия (20,6 млн.т.), Франция(19,3 млн.т.), Великобритания (17,9 млн.т.);
На начало 2003 года:
Китай (220,1 млн.т.), Япония (110,5 млн.т.), США (91,4 млн.т.), Россия (61,3 млн.т.), Республика Корея (46,3 млн.т.), Германия (44,9 млн.т.), Украина (36,7 млн.т.), Индия (31,8 млн.т.), Бразилия (31,1 млн.т.), Италия (26,7 млн.т.);
Таким образом, анализируя приведенные данные можно прийти к следующему выводу. В результате распада СССР, первенство в производстве стали формально перешли к Китаю, сместив страны СНГ. Однако если посчитать совокупную долю производства стали в странах СНГ можно заметить, что уровень производства стали снизился в бывших странах СССР незначительно. Во многом снижение производства произошло на территории современной Украины из-за тяжелой политической обстановки внутри страны.
Так же, мы видим, что страны с развивающейся экономикой начинают наращивать производство стали, смещая лидерство стран традиционно главенствующих в этой отрасли. Все это в первую обусловлено быстрым экономическим ростом стран, специализирующихся не на строительстве крупных промышленных центров, а отдельных мини - или мидизаводов, не требующих на свое создание вложения большим капитальных средств. Промышленность же старых районов производства стали в настоящее время проходит процесс реструктуризации, путем внедрения в производства нового оборудование. Процесс этот капиталоемкий, из-за чего старейшие производства вынуждены в период перехода к новым технологиям, уступать лидерство конкурентам.
Прокат представляет собой конечный продукт заключительной стадии всего производственного цикла черной металлургии. Стоимость проката в 2-5 раз больше стоимости стали. Прокат используется потребителями во всех отраслях народного хозяйства. Он является одним из востребованных товаров внешней торговли на рынке черного металла. Изделия из проката очень разнообразны, так их ассортимент в странах с развитой отраслью машиностроения достигает 20-30 тыс. видов. В настоящее время, в зависимости от спроса, ассортимент на изделия из проката продолжает обновляться.
Главными видами прокатного производства являются следующие товары:
Листовой металл (потребность в нем достигает 30-45% от всего проката в различных странах);
- сортовой металл (10-30% от общего числа прокатной продукции);
- заготовки для сварных труб и сами трубы (5-10%);
- катанка - горячекатаная (3-8%);
- железнодорожный прокат (4-5%).
Прецизионный прокат в настоящее время приобрел исключительное значение для ряда машиностроительных отраслей. Отличается он высокой точностью размеров.
Крупным является и трубопрокатное производство, набравшее большой спрос на свою продукцию за счет развития трубопроводного транспорта.
Регионы черной металлургии
Во многих развитых странах после Второй мировой войны после восстановления и подъема отрасли последовали и глубокие спады в 70-80-х годах XX века. Подобные спады обусловлены нефтяным кризисом тех лет, следствием которого для металлургической промышленности явилось сокращение спроса на металл. Полностью прекратились из-за экономической нецелесообразности разработки месторождений бедных руд.
Старейший регион в металлургической промышленности мира – Западная Европа, остается одним из ведущих регионов по уровню развития отрасли. Широкая структурная перестройка черной металлургии началась в Западной Европе после того, как регион исчерпал свои ограниченные ресурсы сырья и отказался от добычи низкокачественных руд. Ведущие центры отрасли в Германии, Великобритании и Франции, помимо всех перечисленных проблем, испытывали тяжелую экологическую нагрузку, связанную с деятельностью металлургической промышленности. Таким образом, на сегодняшний день выплавка уменьшилась более чем вдвое – с 48% до 19%, стали – с 42 до 21%. Сильно сократилась добыча кокса в мире – с 55 до 11% в мире, а добыча железной руды в 10 раз.
В итоге структурных изменений сложилась новая специализация стран старого света - на получении качественных сталей (например, Западная Европа дает почти 1/2 нержавеющей стали) и изготовлении разнообразного, в том числе прецизионного, проката для мощного машиностроения.
Все приведенные события привели к изменению географии черной металлургии региона, отразившейся больше всего на крупных странах. Так Германия, будучи лидером в промышленности, уступила свое место Италии, не располагающей никакими видами сырья и топлива для получения металла. На сегодняшний день 2/5 выплавки чугуна и стали в старом свете приходятся на промышленные производства Италии и .
На территории Северной Америки по-прежнему лидером в черной металлургии остается США. Обладая запасами значительных ресурсов железной руды, легирующих металлов и коксующихся углей, США не испытывает трудностей в отрасли, связанных с сырьевой базой производства. Кроме этого, ряд легирующих металлов ей поставляет Канада. Основной причиной устойчивого положения черной металлургии в стране, послужила хорошо развитая отрасль машиностроения, являющаяся главным потребителем металлов. Свои позиции по производству черных металлов США сохранило также благодаря использованию высоких достижений НТП, что помогло преодолеть ухудшение качества и уменьшение собственных ресурсов сырья, добиться эффективного использования импортной дальнепривозной железной руды.
В 1996 годах США переориентировалась на создание передельных мини - и мидизаводов в отрасли. На них было выплавлено свыше 42% стали в стране. В США полностью ликвидировали мартеновские производства благодаря новой технической и технологической политике. Процесс перехода, учитывая масштабы размеров металлургических предприятий в США, был дольше, чем в остальных странах. Страна стала меньше получать металла, однако, свое положение она компенсировала качеством.
На сегодняшний день бурное развитие отрасли черной металлургии произошли в ряде стран Азии и Южной Америки, ставших на путь быстрого индустриального развития. На сегодняшний день они превратились во влиятельных конкурентом США и Западной Европы.
По объемам получения главных видов продукции металлургической отрасли Азия превратилась в ведущий регион мира. Мощный прорыв в развитии черной металлургии совершили Япония, КНР, Республика Корея, Индия и о. Тайвань. На сегодняшний день КНР И Япония одни из крупней них производителей черных металлов в мире. Для черной металлургии в регионе имеются разнообразные виды сырья и топлива. Но степень обеспеченности ими неравномерна не только для отдельных стран, но и для всей Азии в целом. Имея крупными ресурсами коксующихся углей и рядом легирующих, КНР располагает рудами низкого качества. Япония практически не имеет металлургического сырья и топлива для обеспечения потребностей своей металлургии. Страны Азии могли бы компенсировать отсутствие своих ресурсов внутри региона, однако, объемы получения черных металлов настолько велики, что приходится закупить импорт. Большая роль первичной стадии цикла отводится в металлургии азиатского региона. Преобладает она в Китае и Индии. Япония, Республика Корея и о. Тайвань специализируются на производстве финальной стадии металлургии – выплавки стали и изготовления проката. Республика Корея по своему уровню развития отрасли превзошла целый ряд европейских стран, за исключением Германии.
Золотое время Восточной Европы пришлось на начало 60-х годов. Всего за десятилетний рубеж странам Восточной Европы по добыче сырья удалось оттеснить Северную Америку и Западную Европу. СССР вышло на первое место в мире по выплавке черных металлов. Экономическому и промышленному чуду в странах Восточной Европы способствовал ряд факторов: тесное экономическое сотрудничество со странами региона, значительный спрос на продукцию, полна обеспеченность региона сырьем и топливом. Однако за стремительным ростом последовало и падение, причиной которого стало моральное устарение процессов производств и распад СССР и следом за ним всего социалистического лагеря. После чего Западной Европе и США удалось вновь установить свое господство в отрасли.
Внешняя торговля товарами черной металлургии
На самом деле экспорт продукции черной металлургии довольно мал – около 3%, главным образом из-за невысокого уровня цен на ее товары. В основном на экспорт идет сырье и прокат. Спрос на промежуточные продукты мал. Так на 1995 г. экспорт составил 45% от всей добываемой руды в мире, проката – 20%, чугуна – менее 2%.
Бразилия и Австралия являются мировыми лидерами по экспорту железной руды – 65%.
На начало 2000-х годов сложился широкий межстрановой (чаще внутрирегиональный) торговый обмен прокатом разных видов. Основными потребителями проката являются Азия (в особенности Китай) и США. Главными поставщиками для них являются Западная и Восточная Европа.
Черная металлургия включает добычу и переработку (обогащение) сырья, производство чугуна, стали 86), проката и ферросплавов. Зависимости от наличия стадий металлургического производства (выплавка чугуна, стали и проката) в черной металлургии выделяют предприятия полного цикла, или металлургические комбинаты (имеются все три стадии), и предприятия передельной металлургии (отсутствует выплавка чугуна). Сырьем для черной металлургии является железная, марганцевая и хромовая руды.
Черная металлургия полного цикла отличается высокой материалоемкостью производства, то есть высоким расходом сырья. На производство 1 т чугуна расходуется более 1,5-2 т железной руды, 1-1,5 т коксующегося угля, до 2 т топлива. Поэтому предприятия черной металлургии тяготеют к районам, что богатые на сырье и топливо, например в Индии, Китае, Казахстане, Австралии, Украины.
Кроме старых, традиционных районов черной металлургии, которые сформировались в местах сосредоточения железной руды и каменного угля или отдельно угля, железной или марганцевой руды, отрасль в последнее время очень активно стала развиваться в приморских районах. Он дает возможность импортировать сырье и топливо или вывозить готовую продукцию морским путем. При этом во многих странах импортировать железную руду и топливо становится выгоднее, чем эксплуатировать собственные ресурсы. Например, в Японии практически все заводы расположены близ тихоокеанских портов, куда везут сырье и топливо извне. Такая же ситуация характерна для Франции, США, Китая, Германии, Великобритании, Бельгии и т.д.. В европейские страны железная руда поступает из Африки и Латинской Америки, уголь — из США, в США металлургическое сырье поставляется из Бразилии, Канады и др..
В мировом производстве чугуна и стали лидируют Китай, Япония, США, Россия, Германия, Бразилия, Южная Корея, Индия.
Если в 80-х годах XX в. крупнейшие предприятия черной металлургии располагались в европейских странах, США и Японии, то с 90-х годов XX в. началось постепенное смещение этих предприятий в страны, которые развиваются (Тайвань, Индия, Мексика, Турция, Аргентина и др.).. Мощную черную металлургию создала Южная Корея. Мировым лидером по объемам производства стали на душу населения длительное время является Люксембург (2-3 т), поэтому недаром его еще называют «стальным карликом».
Современные металлургические комбинаты способны производить до 10-15 млн. стали в год. К крупнейшим из них относятся предприятия в Фукуяме, Мидзусима (Япония), Балтиморе, Буффало (США), Магнитогорске, Череповце, Нижнем Тагиле (Россия) 87), Дуйсбурге (Германия), Кривом Роге (Украина), Шанхае, Аньшане (Китай) , Бхилаи (Индия) и другие. Большинство из них тяготеет к морю. Более 30% стали продается на мировом рынке. Крупнейшими мировыми экспортерами стали являются: Германия, Япония, Россия, Люксембург, Южная Корея, Бразилия, Франция; крупнейшими импортерами — США и страны Юго-Восточной Азии.
На вопрос Назовите основные старны-экспортеры и страны-импортеры и важнейшие грузопотоки продукции Цветной металлургии заданный автором Оля Снеткова
лучший ответ это Металлургическая промышленность: состав, особенности размещения. Главные страны-производители и экспортёры. Металлургия и проблема охраны окружающей среды.
Металлургия обеспечивает человечество конструкционными материалами - чёрными и цветными металлами.
Чёрная металлургия:
Её география исторически сложилась под влиянием разных типов ориентации на различные природные ресурсы.
1) ориентация на каменноугольные и железорудные бассейны (на сырьё):
а) ведущие страны по добыче железной руды: Китай, Бразилия, Австралия, Россия, Украина, Индия, Канада, США; из которых основными экспортёрами являются: Бразилия, Индия, Либерия, Австралия, ЮАР.
б) таким образом возникли металлургические базы в США, Европе, России, Китае, на Украине.
Но в последнее время в эпоху НТР происходит общее ослабление прежней топливно-сырьевой ориентации отраслей.
2) ориентация на грузопотоки коксующегося каменного угля и железной руды.
В результате чёрная металлургия Японии, Западной Европы и отчасти США начала всё более тяготеть к морским портам.
3) ориентация на потребителя.
Переход от сооружения огромных комбинатов к строительству специализированных мини-заводов, размещающихся в густонаселённых районах.
Мировое производство стали составляет около 800 млн. тонн ежедневно. При этом на развитые страны приходится около 80 % её производства, а на развивающиеся - 20 %.
Главные производители стали: Япония (более 100 млн. тонн) , Россия, США, Китай, Украина, Германия.
Быстро набирает темпы чёрная металлургия в развивающихся странах (Бразилия, обогнавшая Францию и Великобританию; Индия, Республика Корея и др.) .
Главные импортёры стали: Западная Европа, США.
Цветная металлургия:
Она производит 40 млн. тонн различных металлов.
Это прежде всего алюминий (17 млн. т). Алюминиевая промышленность представлена двумя территориально разорванными производственными звеньями:
1-ое - получение глинозёма (окисла Al) тяготеет к странам, добывающим бокситы;
2-ое - производство алюминия приближено к источникам дешёвой электроэнергии, преимущественно в развитых странах.
Основные государства по добыче бокситов: Австралия, Гвинея, Ямайка, Россия, Бразилия; по получению глинозёма - Австралия, Россия, США, Ямайка; по производству алюминия - США, Япония, Россия, Канада, ФРГ. Во всех этих странах производство ведётся в районах крупных ГЭС или ТЭС.
Производство меди:
Медные руды, как правило, содержат мало этого металла в себе.
Большая часть запасов медной руды сосредоточена в Чили, США, Замбии.
Рафинирование меди требует большого количества электроэнергии, поэтому часть черновой меди вывозится в развитые страны.
Крупнейшие производители рафинированной меди: США, Россия, Япония и ФРГ.
Производство свинца:
По добыче свинцовой руды лидируют: Россия, Австралия, США, Канада, затем следуют - Перу и Мексика.
Крупные производители свинца: США, Россия, страны Западной Европы.
Металлургия и окружающая среда:
Развитие металлургии сопровождается повышением содержания в окружающей среде железа, свинца, олова, меди, ртути, мышьяка и других металлов, что создаёт реальную угрозу для здоровья людей.
По степени «вредности» металлургические предприятия - это одни из самых грязных производств.
